DE2758251C3

DE2758251C3 - Carbon brush for electrical machines

Info

Publication number: DE2758251C3
Application number: DE19772758251
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Phys. 6301 Heuchelheim Schmidt; Willy Dipl.- Ing. 6331 Dutenhofen Volkmann
Original assignee: Schunk and Ebe GmbH
Current assignee: Schunk and Ebe GmbH
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2758251A1; DE2758251B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kohlebürste für elektrische Maschinen mit mindestens zwei den Kommutatorlamellen parallelen, miteinander isolierend verklebten Schichten.The invention relates to a carbon brush for electrical machines with at least two den Commutator bars parallel layers glued together in an insulating manner.

Die Stromwendung in der kurzgeschlossenen Ankeripule bei elektrischen Kommutatormaschinen hängt unter anderem von den Eigenschaften der verwendeten Kohlebürsten ab. Ein wichtiger Faktor ist in diesem Zusammenhang der Übergangswiderstand zwischen Bürste und Kommutator, der im Hinblick auf eine gute Kommutierung so hoch sein sollte, wie es die Kommutatortemperaiur zulaßtThe commutation in the short-circuited armature coil in electrical commutator machines depends, among other things, on the properties of the used Carbon brushes. An important factor in this context is the contact resistance between Brush and commutator, which should be as high as it is for good commutation Commutator temperature allowed

Weiterhin soll die Bürstenlau, lache mit hohen Stromdichten belastet werden können, ohne durch zu hohe Temperaturen zerstört zu werden, da bei ichlechten Kommuiierungsbedingungen die Stromdichte in der Nähe der ablaufenden Kante sehr große Werte annehmen kann. Bürsten aus Kohlenstoff mit hohem elektrischem Widerstand besitzen gute Kommutierungseigenschaften, sind jedoch nur relativ niedrig belastbar, während Bürsten aus hochbelastbarem Graphit meist weniger gute Kommutierungseigenschaf len aufweisen.Furthermore should the brush run, laugh with high Current densities can be loaded without being destroyed by excessively high temperatures, since at In the case of communication conditions, the current density in the vicinity of the trailing edge is very high can accept. Brushes made of carbon with high electrical resistance have good commutation properties, However, they can only be loaded relatively lightly, while brushes are made of heavy-duty materials Graphite usually have less good commutation properties.

Es wurde deshalb vorgeschlagen. Kohlebürsten mit aufeinanderfolgenden Schichten aus unterschiedlichem Kohlenstoffmatenal mit verschiedenem elektrischem Widerstand zu verwenden (DEPS 8 94 277).It was therefore proposed. Carbon brushes with successive layers of different Use carbon materials with different electrical resistance (DEPS 8 94 277).

Es ist auch bekannt, die zwischen den Kohleschichten befindlichen Klebeschichten durch Verwendung gitter artig durchbrochener Isolierschichten als spannungsabhängige Querwiderstände auszubilden (DE P.S 7 32 180).It is also known to work between the coal layers adhesive layers located by using grid-like perforated insulating layers as voltage-dependent Train cross resistances (DE P.S 7 32 180).

Bekannt sind auch Kohlebürsten, bei denen mehrere Koh'enstoffschichten durch das /wischenfügen von Schichten aus Cjlasleinen isolierend verklebt sind (US PS 25 43 301).Carbon brushes are also known in which several carbon layers are joined by wiping Layers of cjla linen are glued together to isolate them (US PS 25 43 301).

Weiterentwicklungen bestanden darin an der ablaufenden Kante einer Blockbürste eine relativ dünne Schicht eines stark anisotropen Materials aus Kohlefäsern (DE^Gbrri 72 76 433), graphitierterrt pyrolylischem Kohlenstoff oder expandiertem und anschließend komprimiertem Graphit (DE'Gbm 77 Ol 036) elektrisch leitend anzukleben.Further developments consisted of a relatively thin one on the trailing edge of a block brush Layer of a strongly anisotropic material made of carbon fibers (DE ^ Gbrri 72 76 433), graphitized pyrolytic Carbon or expanded and then compressed graphite (DE'Gbm 77 Ol 036) electrically to glue conductive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kohlebürste mit mindestens zwei verklebten Schichten zu schaffen, wobei die Klebezone zwischen den Schichten einen definierten Querwiderstand aufweisen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eineThe invention is based on the object of creating a carbon brush with at least two glued layers, the gluing zone between the layers should have a defined transverse resistance.
According to the invention, this object is achieved by a

-· Kohlebürste der angegebenen Art gelöst, bei der in der Klebezone eine einseitig kohlenstoffbeschichtete Kunststoffolie derart angeordnet ist, daß die kohlen- »toffbesr-hichtete Fläche der Folie an beiden Schichten angepreßt liegt. - · Carbon brush of the specified type solved, in which a plastic film coated with carbon on one side is arranged in the adhesive zone in such a way that the carbon-coated surface of the film is pressed against both layers.

to Die kohlenstoffbeschichtete Folie besteht vorzugsweise aus einer einseitig rußbeschichteten Polyäthylenterephthalat-Folie. The carbon-coated film preferably consists of a polyethylene terephthalate film coated on one side with carbon black.

Die erfindungsgemäße Kohlebürste weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, daß derThe carbon brush according to the invention has the advantage over the prior art that the

ι i Obergangswiderstand zwischen den Kohlenstoffschich-♦en durch die gezielte Auswahl der kohlenstoffbeschichteten Folie sowie der freien Länge der Folie zwischen den Schichten eingestellt werden kann. Diese Einstellmöglichkeit wird im folgenden näher erläutert.ι i transition resistance between the carbon layers through the targeted selection of the carbon-coated film and the free length of the film between the layers can be adjusted. This setting option is explained in more detail below.

Da die Klebung selbst isolierend ausgeführt ist, wird der Querwiderstand zwischen zwei Schichten von der kohlenstoffbeschichteten Folie bestimmt. Der Querwiderstand R hängt von dem spezifischen Oberflächenwiderstand ρ, der freien Länge / und der Breite b der Folie nach folgender Beziehung ab (F ig. 2):Since the bond is self-insulating, the transverse resistance between two layers is determined by the carbon-coated film. The transverse resistance R depends on the specific surface resistance ρ, the free length / and the width b of the film according to the following relationship (Fig. 2):

R =R =

■l■ l

Geht man beispielsweise von einer Folie mit einem spezifischen Oberftächenwidersiand von ρ = 460 Ω D und einer Breite von 25 mm aus, dann kann der Übergangswiderstand durch die Wahl der freien Länge nachFor example, if one assumes a film with a specific surface resistance of ρ = 460 Ω D and a width of 25 mm, then the contact resistance can be determined by choosing the free length after

. Rh . Rh

eingestellt werden. Legt man die obigen Zahlenwerte zugrunde, ist beispielsweise für den gewünschten Übergangswidersland 40 Ω eine freie Länge von 2,2 mm, bei 60 Ω eine freie Lange von 3J mm zu wänlen.can be set. If one takes the above numerical values as a basis, for example, is for the desired Transitional contradiction 40 Ω a free length of 2.2 mm, with 60 Ω a free length of 3J mm.

4^r> Die freie Länge wiederum kann in einfacher Weise durch die Stärke (l> ■ Klebezone bestimmt werden.4 ^r > The free length, in turn, can easily be determined by the thickness (l> ■ adhesive zone.

Die Erfindung kann in verschiedenen Ausführungs formen je nach Anwendungsfall konkretisiert werden. So ist es häufig vorteilhaft, die Kohlenstoffschichten ausThe invention can in various embodiments shapes can be specified depending on the application. So it is often beneficial to have the carbon layers off

-.» unterschiedlichem Xuhlcm.ik'nal zu wählen. Auch können die Starken der Kohlcnstoffschicht :n u.itcr schiedlich sein. So hut es sich beispielsweise /ur Unterdrückung der funkenbildung an der ablaufenden Kante der Kohlebürste als günstig erwiesen, eine-. » different Xuhlcm.ik'nal to choose. Even can the thicknesses of the carbon layer: n u.itcr be different. For example / ur Suppression of spark formation on the trailing edge of the carbon brush proved to be beneficial, a

Yt Kohleschirht als Blockkohle aus einem nichtgraphilicr ten Kohlenstoffmaierial auszubilden und an der ablaufenden Kante ein Lkkirographii-Plättchen von nur ca. 1 mm Stärke erfindungsgemäli anzukleben. Rjnientsprechende Kohlebürste mit einem weiteren Platt Yt Kohleschirht as block coal from a non-graphilicr th carbon maierial and to glue a Lkkirographii plate of only about 1 mm thickness according to the invention on the trailing edge. Rinse-matching carbon brush with another flat

M) chen an der anlaufenden Kanle fallt ebenfalls unter den Erfindungsgegenstand. Ks im darauf hinzuweisen, daß bei diesen Ausführungen die Kupfcrlitze in der Blockkohle etngudampfl ist und keine Verbindung zu den angeklebten Schichten aufweist.M) chen on the approaching channel also falls under the Subject matter of the invention. Ks im point out that in these versions the copper pigtail in the Block coal is solid vapor and has no connection to the adhered layers.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kohlebürste mit derr; Bürstenblock I und dem Plättchen 2, das über eine Klebefolie3 mildem Bürstcnblock ί verklebtThe invention is further explained with the aid of the drawing. Fig. 1 shows a carbon brush according to the invention with derr; Brush block I and the plate 2, which is glued to a mild brush block ί via an adhesive film

ist. In die Klebezone ist die gefaltete kohlenstoffbeschichtete Kunststoffolie 4 derart eingelegt, daß die kohlenstoffbeschichtete Seite an den beiden Kohlenstoffschichten fest anliegt. Diesen Sachverhalt verdeutlicht besonders Fig.2, die einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. I darstellt. Bei dem unter Druck erfolgenden Klebevorgang wird die Trägerfolie 5 zusammengepreßt, wobei die kohlenstoffbeschichtete Seite 6 der Folie fest an die Kohlenstoffschichten gepreßt wird.is. In the glue zone is the folded carbon-coated one Plastic film 4 inserted in such a way that the carbon-coated side is on the two carbon layers is firmly attached. This state of affairs is particularly illustrated in FIG. 2, which is an enlarged section from Fig. I. During the adhesive bonding process that takes place under pressure, the carrier film 5 pressed together, with the carbon-coated side 6 of the foil tightly against the carbon layers is pressed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1.Carbon brush for electrical machines with at least two parallel to the commutator segments, Layers glued to one another in an insulating manner, characterized in that in the gluing zone a one-sided carbon-coated Plastic film (4) is arranged such that the carbon-coated surface (6) of the film (4) is pressed against both layers (1,2).

2. Carbon brush according to claim 1, characterized in that the carbon-coated film (4) a polyethylene tere-dhthalaifoil coated on one side with carbon black